Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Сенсорное обеспечение артикуляционного звукопроизводства в процессе онтогенеза

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Тарновская, Татьяна Александровна, Москва

г*/

7 /

/А

/

/

МОСКОВСКИЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ТАРНОВСКАЯ ТАТЬЯНА АЛЕКСАНДРОВНА

СЕНСОРНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АРТИКУЛЯЦИОННОГО ЗВУК0ПР0ИЗВ0ДСТВА В ПРОЦЕССЕ ОНТОГЕНЕЗА

Специальность 03.00.13 - физиология человека и животных

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

ЛЮБИМОВА ЗАРЕМА ВЛАДИМИРОВНА

МОСКВА 1998

2 -ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ............................................. 4

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Фонационно-артикуляционный аппарат............... 8

1.2. Психоакустические параметры речи................. 13

1.3. Сенсорная периферия как сервосистема модели

речи............................................. 17

1.4. Морфо-функциональная характеристика механосен-сорных образований языка человека в онтогенезе... 19

1.5. Сенсорное обеспечение процесса звукопроизвод-

ства............................................. 22

1.6. Сенсорное обеспечение производства звуков речи

в раннем онтогенезе............................. 24

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ............ 29

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

ГЛАВА 3. СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ

МЕХАНОСЕНСОРНОГО АППАРАТА ЯЗЫКА ЧЕЛОВЕКА В ПРОЦЕССЕ ОНТОГЕНЕЗА

3/1. Структурная организация тактильной поверхности

языка взрослого человека.......................... 40

3.2. Особенности становления структурно-функциональной организации тактильных рецепторных образований языка детей 2-6 лет............................... 51

3.3. Особенности структурно-функциональной организации тактильных образований языка людей пожилого и старческого возраста............................. 65

ГЛАВА 4. ИЗМЕНЕНИЕ ТАКТИЛЬНОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ЯЗЫКА ЧЕЛОВЕКА В ПРОЦЕССЕ ОНТОГЕНЕЗА

4.1. Тактильная чувствительность языка взрослого человека.......................................... 70

4.2. Становление тактильной чувствительности языка ребенка.......................................... 100

4.3. Изменение тактильной чувствительности языка человека при старении............................ 108

ГЛАВА 5. СЕНСОРНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АРТИКУЛЯЦИОННЫХ

ПРОЦЕССОВ В ОНТОГЕНЕЗЕ.................... 115

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................ 129

ВЫВОДЫ................................................. 131

ЛИТЕРАТУРА............................................. 133

ВВЕДЕНИЕ

АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. В образовании звуков речи принимают участие легкие, гортань, а также органы ротовой полости, с которыми связаны процессы фонации и артикуляции. Основными органами, координированная работа которых обеспечивает процесс артикуляции, можно считать органы ротовой полости: язык, губы, мягкое и твердое небо. Дорсальная поверхность языка, наиболее подвижного из всех органов речевого аппарата, представляет собой тактильно-чувствительную поверхность, участие которой возможно в артикуляционном процессе (Любимова 3.В., 1981, 1985). Однако, на протяжении многих лет сенсорное обеспечение артикуляционных процессов связывали только со слухом (Peters R.W., 1954, Ohala J.J., 1975, Cooper D.S., 1976 и др.), хотя предполагаемая роль механосенсорных образований языка и ротовой полости, как сервосистемы в модели речи, была отмечена еще в 1954 году G.Fairbanks. В последнее время появились работы, в которых обозначилось значение оральной чувствительности и особенно тактильной чувствительности языка в образовании звуков речи (Любимова З.В., 1985, 1997; Fuccl D., 1991; Calhoun К.Н., 1992). Есть предположение, что причиной неправильного произношения отдельных звуков у 30% нормально слышащих людей могло быть снижение оральной чувствительности и, прежде всего, чувствительности дорсальной поверхности языка (Fucci D., 1992). Изменение артикуляции наблюдали после поверхностной анестезии языка (Hardcastle W.J., 1975, Сорокин В.Н.,1985). В последнее время появились прямые доказательства участия тактильной поверхности языка в обеспечении зву-

копроизводства и речевой функции. Так, показано, что последовательность появления язычных согласных (задне-, средне- и переднеязычных) звуков в лепетном репертуаре ребенка первого года жизни определяется последовательностью структурного становления рецепторонесущих поверхностей языка (от корня к кончику), участвующих в артикуляции этих звуков. Такая же последовательность появления сначала задне-, затем переднеязычных звуков характерна для слышащих и глухих детей и младенцев разных национальностей, что также свидетельствует об участии тактильных, а не слуховых сенсорных образований в обеспечении артикуляционных процессов (Любимова 3.В.,1985, Любимова З.В., Сисенгалиева Г.1. и др. 1998.).

В тоже время вопросы оросенсорного обеспечения артикуляционных процессов, как у взрослого человека, так и в другие возрастные периоды, остаются малоизученными. Исследованию этих вопросов и посвящена настоящая работа.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Цель работы - исследовать участие тактильных образований языка в организации звуков речи в разные возрастные периоды.

В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1. Изучить структурную и функциональную организацию рецеп-торонесущей поверхности языка взрослого человека.

2. Изучить особенности структурно-функциональной организации языка человека в зависимости от возраста и пола.

3. Изучить тактильную чувствительность разных участков языка и их участие в артикуляционных процессах.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ. Проведено комплексное исследование структурной и функциональной организации тактильных рецепторных образований языка взрослого человека в разные возрастные периоды (30-40 лет, 60-65, 70, 80-85 лет) и детей 2-6 лет.

Установлены общие принципы организации механорецепторной поверхности языка взрослого человека и ее участие в процессах артикуляции.

Получены новые данные о возрастных изменениях тактильных рецепторных образований языка в период становления речи у детей.

Впервые показана возрастная динамика этих изменений у человека в пожилом и старческом возрасте.

Впервые исследовано оросенсорное обеспечение производства таких звуков речи, как -р-, -ж-, -ш- и гласного -а- в разных возрастных периодах. Проведен анализ частотных характеристик этих звуков у детей, людей среднего, пожилого и старческого возрастов.

НАУЧНО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ. Полученные результаты имеют теоретическое значение, так как рассматривают участие сенсорного компонента в обеспечении производства звуков речи и расширяют представления о физиологических механизмах речевого поведения на разных этапах онтогенеза.

Полученные данные имеют и практическое значение, т.к. могут быть использованы для диагностики и коррекции нарушения речевого звукопроизводства.

Результаты исследования представляют интерес для возрастных физиологов, психолингвистов, логопедов, педагогов, занимающихся диагностикой и коррекцией развития речи.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты исследований были доложены на XV научной конференции "Организация и механизмы физиологических функций" (Москва, 1991), на Научной сессии МПГУ (Москва, 1992), на Республиканской научно-методической конференции преподавателей физиологии и медицины факультетов небиологических специальностей (Москва, 1992), на 3 съезде Физиологического общества при РАН (Пущино,1993), на VIII Международном симпозиуме "Зколого-фи-зиологические проблемы адаптации" (Москва, 1998), на XVII Всероссийском съезде физиологов (Ростов-на-Дону, 1998), на III Международном патофизиологическом конгрессе (Лахта, 1998).

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов исследования и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы. Материалы диссертации изложены на 144 страницах машинописного текста, включая 36 рисунков и 20 таблиц. Список цитированной литературы содержит 116 наименований, из них 62 отечественных и 54 зарубежных авторов.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

Речь - как возможность знаково-символического выражения предметов и явлений окружающего мира, является уникальной способностью человека.

Изучение речи имеет множество исторически сложившихся аспектов, обусловленных научными и прикладными задачами: эволюци-онно-антропологическими, историко-лингвистическими, акустическими, фонетическими, физиологическими, нейрофизиологическими, акустико-физиологическими, экспериментально-психологическими, психологическими, психолингвистическими, и т.д.

Филогенетической основой для развития человеческой системы знаков служат различные формы внутривидовой сигнализации и подражания у животных. На определенном этапе эволюции животного мира из массы звуковых сигналов выделилось слово, которое и составило вторую сигнальную систему действительности, что расширило диапазон и качество восприятия и возможность передачи информации о внешнем мире и о себе [461. Первобытный человек пользовался двумя способами сигнализации: мимикой, жестами, действием и звуком [253. В дальнейшем звуковая сигнализация как более эффективная заняла главное место. Видимо, сигнализация у первобытного человека осуществлялась с помощью звуков, издаваемых гортанью. Возникновение механизмов членораздельной речи обусловлено дальнейшими развитием и совершенствованием периферического аппарата звукогенерации, расширившимися возможносттями координации деятельности фонационно-артикуляционного аппарата.

1.1. ФОНАЦИОННО--АРТИКУЩИОННЫЙ АППАРАТ.

Речь является результатом координированной деятельности фо-национно-артикуляционного аппарата. Звуки речи образуются при участии трех составляющих: источника давления воздуха (легкие), вибрирующих элементов (голосовые связки)резонирующих полостей (гортань, ротовая полость, губы, ) и артикуляторов. Согласование всех составляющих осуществляется центральной нервной системой на разных ее уровнях.

Внутреннюю часть гортани делят на три отдела: верхний (преддверие гортани), средний (область голосовых складок) и нижний (пространство под голосовыми складками).

Высота первичного звука, возникающего в гортани, связана с состоянием голосовых связок. Голосовые связки - это две складки мышечной ткани, покрытые слизистой оболочкой, на свободном конце которых прикреплены жесткие связки. Наружные мышцы, располагающиеся на передней поверхности гортани, обеспечивают напряжение голосовых складок и фиксируют гортань в определенном положении. Внутренние мышцы гортани влияют на положение хрящей, суживают голосовую щель. Голосовая мышца располагается в толще голосовой складки. Расположение ее волокон в продольном, поперечном и косом направлении имеет значение в голосообразовании. Мышцей, расширяющей голосовую щель является парная задняя перстнечерпало-видная-антагонист боковой мышцы. Другие мышцы гортани-черпало-надгортанная и щитонадгортанная - наклоняют надгортанник кзади и сужают вход в гортань.

Преобразование первичного звука гортани в различные сочетания звуковых элементов происходит благодаря резонирующим полостям. К основным артикуляционным органам относятся язык, губы, челюсти, твердое и мягкое небо, альвеолы.

Важным из артикуляционных органов для человеческой речи является язык. Изменение формы и положения языка обеспечивает артикуляцию большинства звуков речи. Изменение формы возникает под влиянием работы внешних и внутренних мышц языка. Внешние мышцы языка одним концом прикреплены к костным структурам, а другим-к языку. В их число входят подбородочно-язычная, шило-язычная, подъязычно-язычная. В эту группу иногда относят небно-язычную мышцу и язычно-фарингиальную (которая не является самостоятельной и представляет собой верхний отдел мышцы, сжимающей фа-ринкс). Внутренние мышцы расположены внутри языка и не имеют непосредственной связи с костями. В их число входят верхняя и нижняя продольная мышца, поперечная и вертикальная мышцы. На положение языка и работу его внешних мышц влияет положение подъязычной косточки, которая сдвигается вперед при сокращении челюст-но-подъязычной мышцы и назад или вниз под влиянием сокращения мышц гортани. Внешние мышцы, обеспечивая смещение языка в любую сторону ротовой полости, в совокупности с сокращениями внутренних мышц придают сложные формы поверхности языка. Изменение положения губ, мягкого неба и особенно языка, плавно изменяют конфигурацию резонирующей полости рта [20,56,57,62,32 3.

Язык участвует в изменении резонирующих полостей и шумовых источников [131. Артикуляционно-акустические характеристики различных звуков позволяют определить степень участия разных участ-

- и -

ков языка (кончик, тело и корень) в их образовании. Различают заднеязычные (к,к1 , г,г1, хд1), среднеязычные (й), переднеязычные (т.т1, д^1, н.н1, с,с1, з^1, ж,ж1, л,л1, ц, щ). При произнесении открытых гласных (и,ы,у) язык расположен высоко, а открытого гласного (а) - самое низкое положение.

Исследования разных лет подтвердили, что речеобразование -процесс, в котором принимает участие практически весь мозг [9,10,11,12,1003.

Речевой аппарат человека управляется сенсорными и моторными, функционально специализированными,участками коры больших полушарий. Взаимодействие между этими участками осуществляется не только по горизонтали, через корково-подкорковые ассоциативные связи, но и по вертикали - через ядра таламуса. Представительство речевой функции широко распределено в мозге [4,5,6,73. Давно установлено, что специфическую роль в организации восприятия, запоминания и воспроизведения речевого материала играют корковые отделы левого полушария, которые можно отнести к жестоким звеньям , необходимым для осуществления речевой функции [11,16,1113. Исследования морфо-функциональной специализации полушарий расширили представление о межполушарных различиях структуры и функций сенсорного и моторного обеспечения речи

[1,2,3,9 ДО,11,12,15,26,54, 55,64,77,88,89,97,103,113,114,1153. Левое полушарие обнаруживает и опознает артикулируемые звуки, обеспечивает генерацию звуков и более высокий уровень общей речевой активности. Правое полушарие в большей мере отвечает за обработку вокализаций, особенно просодических особенностей звуковых отрезков, их эмоциональных интонаций, качество звучания

[173. Частотная модуляция голоса как эмоциональный компонент поведения обеспечивается лимбической системой [1013. Эмоциональное поведение сопровождается увеличением высокочастотных составляющих голосовых сигналов [17,1113. Одни авторы считают, что вокализации животных, вызванные раздражением лимбической системы -базис для дальнейшего развития речи. Другие полагают, что человеческая речь возникла в результате развития новых специфических областей коры [273.

В последние годы существенно уточнены представления Вернике о нервной сети корковых механизмов речи. Открыто, что функциональной асимметрии "речевых центров" мозга соответствует их анатомическая асимметрия. Участок коры, где находится центр Вернике, в левом полушарии значительно больше [78,793. На основе результатов электростимуляции "речевых центров" (по медицинским показаниям) и анатомического изучения мозга у обезьян и человека выявлена нервная сеть, ответственная за речь.

Использование метода ПЭТ [193 показали, что звенья мозговых систем, обеспечивающих артикуляцию, обработку орфографического и семантического кодов могут активироваться и непроизвольно в задачах, не требующих явного вовлечения этих видов деятельности, но использующих зрительные стимулы речевой природы.

Двигательные зоны коры головного мозга непосредственно связаны с мотонейронами спинного мозга, через которые происходит управление работой мышц. Эта связь осуществляется через корти-коспинальный тракт. Мотонейроны, связанные с диафрагмой расположены в шейных сегментах 3-5 спинного мозга, связанные с межреберными мышцами - в грудных 2-5, с брюшными мышцами - в 6-12.

Внутренние мышцы гортани иннервируются блуждающим (X) и добавочным (XI) нервами, а также важным для иннервации речеобразования возвратным нервом (кроме перстневидной мышцы). Предполагается, что резонаторы и артикуляторы управляются со стороны моторной зоны коры посредством нервных сетей, идущих через базальные ганглии и мозжечок [623.

Исследование проблемы временной организации речеобразования способом сравнительного изучения такой организации в норме и при такой форме речевой патологии, как заикание дало возможность предположить, что церебральные процессы тормозной модуляции, как внутри-так и межполушарные, могут оказаться одним из механизмов актуализации речевой функции [503.

1.2. ПСИХОАКУСТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ РЕЧИ.

Человеческий голос характеризуется двумя уникальными для

живых существ формами проявления, к которым относятся разговори и и V

ныи и певческии голосовой феномены, сходные по механизму создания источника давления воздушной струи.

Слова, как элементы предложения, выражаются фонетически в форме серии отдельных сегментов - фонем. Фонему можно рассматривать, как смесь элементарных звуков различной часто�